论文部分内容阅读
研究区吉林辽宁两省分属于两个构造单位,北部为兴蒙造山带,南部为华北克拉通北缘,两个构造单元具有截然不同的构造演化背景以及地幔源区性质。
兴蒙造山带夹持于北部的西伯利亚板块和南部的华北克拉通之间,是一个在古生代期间由多个微陆块拼合而形成的构造堆叠区。其构造演化主要受到古亚洲洋南向俯冲的控制。兴蒙造山带是显生宙地壳增生和改造最显著的地区,发现了大量具有较低(87Sr/86Sr)i和正的εNd(t)值的花岗岩。
对兴蒙造山带石门子辉长岩以及石门子花岗闪长岩的研究表明,其锆石U-Pb年龄均为262Ma,而榆木川辉绿玢岩的K-Ar年龄约为260Ma,同为晚古生代岩浆事件。基性岩形成于伸展拉张的构造背景,表明晚古生代古亚洲洋已经完成闭合,兴蒙造山带此时已处于造山后的伸展拉张阶段。
石门子花岗闪长岩具有较低的(87Sr/86Sr)i(0.6999-0.7055)和正的εNd(t)值(0.3~0.8),同时εHf(t)值在-4~2.5之间,而石门子辉长岩具有相对一致的初始87Sr/86Sr比值(0.7072~0.7082),负的εNd(t)值(-5.9~-5.3)和εHf(t)值(-5.0~-2.3),可见两者具有不同的岩浆源区。石门子辉长岩来源于富集地幔,而石门子花岗闪长岩为玄武质岩浆底侵导致下地壳熔融而形成。榆木川辉绿玢岩具有较低的Sr同位素初始比值(87Sr/86Sr)i=0.7050~0.7056和正的εNd(t)值(7.2~8.1),这种较低的Sr初始比值和较高的εNd(t)值表明榆木川辉绿玢岩的岩浆可能来源于长期较亏损的地幔源区。
对兴蒙造山带松辽盆地早中生代红旗岭橄榄辉石岩的研究表明,其锆石U-Pb年龄为220.6±2.0Ma,并且具有亏损地幔源区特征的Sr-Nd同位素组成,(87Sr/86Sr)i=0.7039~0.7041,εNd(t)=3.5~4,εHf(t)=9.6~14.4。榆木川辉绿玢岩和红旗岭橄榄辉石岩都为地壳增生的产物。可见松辽盆地的显生宙地壳增生一直持续到早中生代,由于此时古亚洲洋已经完成闭合并且处于造山后的伸展拉张阶段,因此这种增生方式不可能是俯冲导致的侧向增生,而是由幔源岩浆底侵而导致的垂向增生。
华北克拉通是世界上最古老的陆核之一,因具有巨厚的岩石圈根而成为地球上最稳定的地区,然而自中-新生代以来发生了大规模的岩石圈减薄和破坏,同时岩石圈性质也发生了显著变化,虽然目前对此现象已进行了大量的研究,但是对于华北克拉通岩石圈减薄的时间、空间、机制以及动力学背景等因素还存在较大的争议。
对辽西早中生代房身沟玄武玢岩的研究表明,其锆石U-Pb年龄为223.3±1.1Ma,Sr-Nd同位素组成((87Sr/86Sr)i=0.7056~0.7058,εNd(t)=-11.9~-10.1)显示其岩浆来源与富集地幔有关。其形成表明华北克拉通北缘在中生代早期已经开始减薄,早于华北克拉通其他地区。前人对燕辽-阴山地区存在的早中生代基性-超基性-碱性岩浆岩带的研究表明,其年龄大多集中于208~250Ma之间,在空间上构成一条延绵上千公里的近东西向的巨型早中生代碱性侵入岩带,并大致平行于北侧代表古亚洲洋闭合位置的索仑缝合带。房身沟玄武玢岩也位于这一岩浆岩带。由此,我们推测华北克拉通北缘岩石圈减薄的动力学机制主要为古亚洲洋闭合及其后的伸展拉张作用。
辽西牛角沟辉绿玢岩的锆石U-Pb年龄为120.7±0.8Ma,然而其微量元素及同位素组成具有同房身沟玄武玢岩基本一致的特征,可见尽管辽西地区中生代120Ma之前火山活动强烈,但这些火山活动对地幔源区的改造非常有限。